薄壳变速箱壳体动态响应仿真分析与试验验证

在ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）中搭建薄壳箱体的刚柔耦合虚拟仿真模型,进行动态响应仿真分析。在相同试验条件下,搭建薄壳箱体动态响应试验台架,并进行动态振动试验。利用Q-400非接触式测试系统测量台架试验结果。对比仿真分析和试验测量结果,验证了仿真分析模型的准确性和计算结果的可靠性。     

垂向冲击作用下金字塔点阵夹芯单元结构失效分析

为研究金字塔点阵夹芯结构在垂向冲击载荷作用下的动态力学性能,通过对其中一个单元结构在垂向压力作用下的受力和失效模式分析,同时考虑应变强化和应变率影响,建立了结构失效应力计算方法。为验证该计算方法,开展了落锤冲击试验,同时利用高速摄影机记录模型的响应过程,测量了模型垂向压缩的等效应力-应变关系。试验结果表明:结构失效模式与理论分析吻合,结构失效应力与理论计算相差不大。该研究结果可为金字塔点阵夹芯结构冲击吸能理论研究和数值仿真研究提供参考。     

防空导弹仿真软件模型验证方法研究

研究了防空导弹仿真软件模型验证方法,建立仿真模型验证流程,采用平滑化、归一化等方法,对试验数据进行预处理,运用图示比较、系数分析、窗谱密度估计等方法对模型进行了验证.将实物试验数据结果与相同初始条件下的仿真试验结果进行了一致性检验,并给出定量分析结果,从而验证仿真软件模型的置信度,为防空导弹仿真软件模型验证提供了一种较为有效的方法和途径.     

模拟爆炸冲击载荷的防雷座椅跌落试验研究

为提升乘员防护水平,解决实车爆炸防护试验存在的不足,探讨了通过跌落试验模拟评估防雷座椅性能的方法。利用近似半正弦脉冲模拟爆炸冲击载荷,借助加速度峰值和速度变化量与假人损伤之间的相关性分析了车辆底部爆炸冲击载荷的影响程度,完成了模拟爆炸跌落试验台的总体设计,通过1.5 m跌落试验与特定爆炸冲击的对比,验证了防雷座椅吸能行程和假人盆骨加速度、头部合成加速度、颈部轴向力等响应的吻合性。结果表明：跌落试验在误差允许范围内可以较好实现对车辆底部爆炸工况下防雷座椅运动响应和假人损伤响应的模拟。     

潜艇上浮运动数值计算方法的研究与验证

预报潜艇上浮运动是探索研究潜艇上浮运动控制规律以及潜艇安全上浮的前提。就潜艇上浮运动的数值计算方法和计算流程进行了详细介绍,对数值计算方法中的湍流模型及离散格式等进行了优选。基于模型上浮试验结果,对数值计算的不确定度进行了分析且对数值计算结果进行了验证。证明了该数值计算的可靠性,并发现数值计算结果与试验结果很接近,验证了该数值计算方法的可行性,说明该数值计算方法和试验可为潜艇上浮运动的研究提供参考和借鉴。     

水下近距爆炸作用下弹性钢板处的空化特性研究

弹性钢板在水下近距爆炸作用下,冲击波会使其附近流体形成局部空化,脉动气泡会使流体形成锥形空化。利用平面冲击波理论对局部空化的形成特性进行了研究,理论分析了结构目标尺度的变化对空化区域形成的影响,并通过具体试验对局部空化理论进行了验证,两者符合较好;通过试验和数值仿真方法研究了气泡脉动引起的锥形空化的形成特点,初步分析了锥形空化的形成原因。结果表明,锥形空化对结构具有较大的冲击作用。     

大型水面舰艇在重型鱼雷水下近距爆炸作用下的毁伤效应

以单发某重型鱼雷击沉DD973驱逐舰的实船打靶试验为例,揭示了船体梁结构在船中底部近距离水下爆炸作用下最终呈现中垂破坏现象.建立了该问题的物理仿真模型,再现了船体梁在水下爆炸近场冲击波正压和负压交替作用下的中垂破坏过程.与实船打靶试验情况进行对比的结果验证了数值计算结果的有效性.在此基础上,分析了船体梁结构在水下爆炸近场球面冲击波和动态气泡作用下的内力和变形规律.     

电磁同步线圈推进过程中动态力学状态分析

电磁同步线圈推进器中强电磁力作用会对线圈造成较大力学冲击并使电枢发生形变,为避免出现因电磁力过大而导致的推进器寿命缩短、电枢形变和安全性等问题,开展了推进器推进过程中初级线圈和电枢受力状态研究,并针对电枢的形变进行了结构优化与仿真验证。通过构建电磁同步线圈推进器数学模型,结合COMSOL有限元仿真分析和试验验证等手段对电枢应力分布和形变等物理量进行了比较分析。仿真结果表明：在驱动线圈峰值电流时刻,相较于电枢其他部位,电枢尾部所受电磁力最大且形变量达到0.184 mm,在搭建的试验平台上所开展的电枢形变试验结果与仿真结果基本一致;与增加加强筋厚度相比较,增加加强筋长度更有利于减小电枢尾部应力,可使电枢形变显著降约低约57%。     

警用防暴盾牌低能量冲击数值模拟与试验研究

利用ABAQUS建立了防暴盾牌受10 kg半球型冲击组件低能量冲击的数值模型研究一种由聚碳酸酯注塑成型的警用防暴盾牌的冲击响应.基于该数值模型分析了不同冲击能量、不同曲率半径以及不同厚度防暴盾牌的冲击动力响应.基于简易的落锤冲击试验机对防暴盾牌进行了低能量冲击试验,并进行了冲击动力响应和冲击能量响应分析,将试验结果与仿...     

地面爆炸条件下框架底层柱的破坏公式推导及数值模拟分析

由于常规武器地面爆炸时在地面附近形成了较为复杂的爆炸冲击波,该冲击波对附近军事目标的破坏非常严重.为便于对地面军事工程结构进行防护研究,有必要对军事工程结构的破坏距离进行预测和评估.在前人研究的基础上采用理论分析和数值模拟方法研究了常规武器地面爆炸条件下对框架底层柱的破坏作用.从理论上推导框架底层柱在遭受地面爆炸冲击荷载时的破坏程度预测公式,同时建立了炸药、空气、土壤和结构于一体的全耦合数值模型对推导公式进行了验证.结果表明理论推导和数值模拟计算结果较为一致,该公式可以为地面军事工程结构防常规武器打击提供一些建议和参考.     

Design and analysis of a scheme for the naval gun test shell entering the bore

The test shell without projectile belt is widely used in the teaching, inspection and maintenance of modern automatic naval guns. In order to ensure the normal work of each mechanism, it is very important to design the buffer and limit of the test shell during the process of entering the bore. Taking a certain type of medium caliber naval gun as the research object, the design of colloidal fluid damper and cartridge lock was proposed to ensure the reliability of entering the bore and closing the breechblock. By combining the simulation methods of computational fluid dynamics (CFD) and multibody system dy-namic (MBD), it was analyzed whether the structural design can meet the engineering requirements. The research results show that the colloidal fluid damper can dissipate a large amount of kinetic energy of the shell, and the cartridge lock can limit the rebound movement. The combination of the two ensures the smooth process of closing the breechblock. The research provides a design method for the process of the test shell entering the bore, and provides theoretical support for the feasibility of the method.     

箭(弹)级间螺栓法兰连接结构冲击失效实验与数值仿真

基于火箭(导弹)级间螺栓法兰连接结构,简化设计并制作了一组原理性实验件,利用ABAQUS软件建立有限元模型,设计并进行了多次落锤冲击失效实验,其中包括轴向和横向两种工况,考虑了螺栓均布与非均布、螺栓直径和螺栓-栓孔间隙等不同结构特点。实验过程中采集了螺栓力时程响应数据、柱段关键点应变时程响应数据、锤头冲击力和冲击速度及连接界面开缝位移等多组数据。根据实验效果和实测数据,分析了连接结构冲击失效机理,并对比验证发现有限元模型数值模拟效果和精度与实验结果吻合较好。研究结论可为箭(弹)级间连接结构抗冲击设计提供参考。     

Formation and characterization of core-shell CL-20/TNT composite prepared by spray-drying technique

The core-shell 2,4,6,8,10,12-Hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane/2,4,6-Trinitrotoluene (CL-20/TNT) composite was prepared by spray-drying method in which sensitive high energy explosive (CL-20) was coated with insensitive explosive (TNT). The structure and properties of different formulations of CL-20/TNT composite and CL-20/TNT mixture were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM), Laser particle size analyzer, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), impact sensitivity test and detonation performance. The results of SEM, TEM, XPS and XRD show that ϵ-CL-20 particles are coated by TNT. When the ratio of CL-20/TNT is 75/25, core-shell structure is well formed, and thickness of the shell is about 20–30 nm. And the analysis of heat and impact show that with the increase of TNT content, the TNT coating on the core-shell composite material can not only catalyze the thermal decomposition of core material (CL-20), but also greatly reduce the impact sensitivity. Compared with the CL-20/TNT mixture (75/25) at the same ratio, the characteristic drop height of core-shell CL-20/TNT composite (75/25) increased by 47.6% and the TNT coating can accelerate the nuclear decomposition in the CL-20/TNT composites. Therefore, the preparation of the core-shell composites can be regarded as a unique means, by which the composites are characterized by controllable decomposition rate, high energy and excellent mechanical sensitivity and could be applied to propellants and other fields.     

A method to determine the shell layout scheme for equipment battlefield damage tests under artillery fire

In this paper,a new method for determining the shell layout scheme is proposed,which can make the equipment damage data by the battlefield damage test resemble as close as possible the actual combat data.This method is based on the analysis of the impact point distribution and effective damage area of equipment.In order to obtain the position of the impact points,an impact point distribution model under artillery fire was established.Similarly,in order to obtain the effective damage area of equipment,the concepts of generalized damage area and task-based equipment functional damage probability were demonstrated,and the corresponding calculation model was established.Through case analysis,the shell layout scheme was effectively obtained,verifying the correctness of the proposed method.     

空间飞网地面碰撞试验与仿真

设计了空间飞网地面碰撞试验系统,并将碰撞试验结果与有限元仿真结果进行比较分析,对碰撞过程中的碰撞力和绳段内力进行分析。研究表明:试验结果与仿真结果吻合较好,这验证了仿真模型的有效性;飞网碰撞目标后产生的约束张力有利于收拢包裹目标;飞网的柔性特征可有效缓解碰撞效应,但碰撞区域绳段易产生断裂破坏。     

空降车着陆缓冲过程车体动态应力仿真研究

为了研究空降车着陆缓冲过程车体结构冲击响应,建立了车体有限元模型,运用显式有限元方法,结合实车空投试验的冲击加速度数据,以力的形式模拟车体着陆缓冲过程所受的冲击,仿真得到普通、恶劣和极限3种工况下着陆缓冲过程车体应力分布。结果表明:在3种着陆工况下,空降车左后立柱底端均为应力最大位置。研究结果可为空降车空投寿命预测及装备保障提供依据。     

高压大容量脉冲电容器保压过程中电压跌落的定量分析

针对金属化膜脉冲电容器在实际使用中由于充电结束以后较长的保压时间而产生电压跌落和能量损失,并最终导致脉冲功率电源系统的实际有效储能和储能密度下降这一实际问题,基于一种高压大容量脉冲电容器电压跌落的实验数据,分别从电导特性、自愈特性、极化特性及其与能量损失的相关性出发,推导了介质薄膜电导率与电压跌落的定量关系并进行了电导率测量实验,推导了自愈能量与电压跌落的定量关系并进行了寿命实验,阐述了松弛极化与电压跌落的定量关系并进行了仿真。结果表明,介质泄漏、自愈以及松弛极化在电压跌落中所占比例分别为29.64%、11.75%及58.35%,导致所研究电容器电压跌落的主要因素是松弛极化。     

内压圆筒大开孔结构补强设计与应力分析

根据整体补强和厚壁接管补强2种型式,为内压圆筒大开孔结构确定满足结构和工艺要求的圆筒壁厚和3种规格接管壁厚。采用压力面积法和ASME规范对该大开孔结构进行强度校核,并运用有限元分析法进行结构的应力分析和数字模拟,比较不同壁厚接管的补强效果,从而确定容器的结构尺寸。设备实际运行结果表明:该结构强度满足工作要求。     

弹道修正弹射程偏差预测与阻力板展开时机优化

根据弹道修正弹阻力板的展开控制对于射程偏差预测要求的实时性,提出基于摄动原理的射程偏差预测算法.为解决阻力板修正能力在线计算数据量大的问题,提出在弹载计算机上装定阻力板修正能力表格的方法,给出发射前计算修正能力表格的过程和飞行中使用修正能力表格的步骤,提出阻力板展开时机的优化判断条件,并采用该方法对某型弹道修正火箭弹射程修正控制进行仿真试验和飞行试验.仿真试验结果表明,当目标射程为33 565.4m时,经修正后火箭弹的射程偏差能控制在20m以内;飞行试验结果表明,弹道修正火箭弹的射程偏差实测为24m,射程精度得到明显提高.     

A fast-running method for blast load prediction shielding by a protective barrier

This study presents a simplified blast load prediction method on structures behind a protective barrier. The proposed method is basically an empirical approach based on Kingery-Bulamsh (K-B) chart and finite element (FE) analysis results. To this end, this study divides the structure into three regions by three critical points. Blast loads at each critical point can be calculated based on K-B chart and an approximation according to FE analysis results. Finally, peak reflected overpressure and impulse distributed on the structure can be approximately estimated by linearly connecting blast loads at each critical point. In order to confirm a feasibility of the proposed method, a series of numerical simulations were carried out. The simulation results were compared with FE analysis results which are presented in the open literature. From such comparisons, it was found that the proposed method is applicable to predict blast loads on structures behind a protective barrier.